信息技术形状建模信息表示第3部分：流式传输

信息技术形状建模信息表示第3部分：流式传输

国家标准 GB/36341.3一2018 信息技术形状建模信息表示 第3部分:流式传输 nformationtechnology一Informationpresentationofshapemodeling Part3Streamingtransmission 2018-06-07发布 2019-01-01实施 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB;/T36341.3一2018 目 次 前言 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 缩略语 流式文件格式 5.1概述 文件头 5,2 标识域 5.3 .4节点 5.5基本传输单元 结束单元 5.6 流式文件生成 6.1流式编码 6.2传输准备 流式传输过程 7.1网络传输过程 7.2QoS要求 流式文件解码
GB;/T36341.3一2018 前 言 GB/T36341《信息技术形状建模信息表示》分为4个部分: -第1部分:框架和基本组件 第2部分:特征约束; 第3部分:流式传输; 第4部分:存储格式 本部分为GB/T36341的第3部分 本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 请注意本文件的某些内容可能涉及专利 本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任 本部分由全国信息技术标准化技术委员会(sAc/TC28)提出并归口 本部分起草单位杭州师范大学、电子技术标准化研究院、北京大学、北京邮电大学、广州玫的 数码科技有限公司,山东大学,同济大学、星土数据科技(上海)有限公司,浙江工商大学、,浙江工业大学 本部分主要起草人潘志庚、汪国平、王聪、刘复昌、赵海英、马珊珊、杨庄奴、彭京亮、贾金原、 刘奕彤、董浩、丁丹丹、杨柏林,潘翔、潭欣,桂凯,朱玉祥
GB;/T36341.3一2018 信息技术形状建模信息表示 第3部分:流式传输 范围 GB/T36341的本部分规定了形状建模信息表示中的流式传输文件格式和流式传输过程 本部分适用于辅助设计、三维动画、虚拟现实、增强现实或混合现实、三维数字医学、三维数字娱乐、 电子商务等领域的三维模型在互联网上的渐进传输 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件 凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T36341.1信息技术形状建模信息表示第1部分;框架和基础组件 术语和定义 GB/T36341.1界定的以及下列术语和定义适用于本文件 3.1 嵌入式多分辨率embeddedmultiresolutionm 对于信息(常指多媒体信息)进行多分辨率表示的一种方式 在这种方式的表示中,较低分辨率的 表示内嵌于较高分辨率的表示之内,较高分辨率的表示以增量的方式构建于较低分辨率的表示之上 3.2 流式传输streamtransmission 将三维模型以嵌人式多分辨率的方式进行编码,然后根据用户需求做出响应的一种从服务端向用 户端进行连续传输的方式 主要目的是为了减少用户交互时的初始等待时间,在传输过程中可以随时 停止传输,并能从已接收的数据重构出某一细节层次的模型 3.3 标识域identifielfied 控制数据信息传输的字段,用于确定传输内容、传输优先级传输可靠性、数据长度等 3.4 节点node 组织场景的一种资源单元,用来存放数据信息的对象,由基本特征线框节点、基网格节点、细化节点 等组成 3.5 服务质量qualityofserviee 用于解决网络延迟和阻塞等问题的一种技术 包括传输的带宽、传送的时延、数据的丢包率等 规定
GB/T36341.3一2018 3.6 细节层次levelofdetai -种保存模型中不同细节级别的层次结构 缩略语 下列缩略语适用于本文件 LoD细节层次(Levelofdetail QoS;服务质量(QualityofService) 流式文件格式 5 5.1概述 流式文件应包含三个部分:文件头、文件体,文件尾 -文件头包含版本号、传输许可、传输单元总数与扩展区域四部分 文件体由传输过程中最小传输单元构成,传输单元包含标识域和节点,标识域包含如下五 部分 控制序列;定义用户所需的传输优先级 服务质量;确定传输的差错控制与时延 传输单元编号:本传输单元的编号 数据种类:指明传输的是基本特征线框,基模型还是细化信息 节点长度:指明标识域后所接节点的长度(字节数) 文件尾为结束单元,标识传输停止 具体格式见图1 版本号 传输许可 传输单元总数扩展区域 传输单元1 传输单元2 传输单元m 文件头 标识域 节点1 标识域 节点2 标识域 节点n 结束单元 文件尾 文件体 控制序列服务质量传输单元编号数据种类节点长度节点压缩数据编码 图1流式文件 5.2文件头 文件头的名称为Head,可确定文件基本信息 版本号为文件的标识号,传输许可代表可以传输的 标识,属性见表1
GB;/T36341.3一2018 表1文件头 定义 属性名 数据类型 备注 字节数 版本号 version int 传输许可 licence int 传输单元总数 确定开始引用的节点 nunits long 扩展区域 心 extra 5.3标识域 标识域的名称为Fied,用于控制数据信息的传输,属性见表2. 表2标识域 定义 属性名 数据类型 备注 字节数 0;最高优先级 l;较高优先级 控制序列 long 2;低优先级 3255;其他 0;无丢失,无差错,时延<100ms 1;无丢失,无差错,时延 100ms300ms 服务质量 QoS int 2;允许丢失,无差错,时延 100ms一300ms 3;允许丢失,无差错,时延 300 ms的其他情况 unitID 传输单元编号 long 0;基本特征线框 数据种类 基网格 type int l 2:细化信息 节点长度 节点长度(字节数 length long 0;无压缩 节点压缩 1;拓扑手术压缩 nodecompress int 2:二进制压缩 0;二进制编码 数据编码 int 1;汉明码 datacompress 2;曼彻斯特编码 5.4节点 5.4.1节点定义 节点的名称为Node,是组织场景的一种资源单元,用来存放数据信息,属性见表3
GB/T36341.3一2018 表3节点 属性名 数据类型 备注 字节数 定义 传输单元编号 unitlD long 节点数据 data 表3中的传输单元编号应该与其对应的标识域的传输单元编号保持一致 5.4.2基本特征线框节点数据 表2中type=0时,表3中节点数据存储的是基本特征线框中点与边的信息 基本特征线框节点 数据的名称为Basefeature，用于确定模型边界特征,在传输中优先传输 其属性见表4 表4基本特征线框节点数据 定义 属性名 数据类型 备注 字节数 点个数 Npoint int 点 Points 点坐标列表 coordinates[][3] float 边个数 Nines int 边 Edges 边端点列表 edges[][2] int 5.4.3基网格节点数据 =1时，表3中节点数据存储的是基网格的信息 基网格节点数据的名称为Base- 表2中type mesh，是对于原始网格一个最低分辨率的近似,在传输中优先传输 其属性见表5 表5基网格节点数据 定义 备注 字节数 属性名 数据类型 0;无压缩 压缩方法 int 1;无损压缩 compression 2;有损压缩 基网格编码数据长度 length long 按照压缩方法 基网格编码数据 eneodedBaseMesh 编码后的基 网格数据 当表5中的compression=0时,基网格编码数据属性见表6
GB;/T36341.3一2018 表6基网格编码数据 定义 属性名 数据类型 备注 字节数 点个数 Npoint long 点 点坐标列表 Points coordinates自工[3] float 点法向列表 normals[][3 float Naces 面个数 long 面 Faces eeI3" 面顶点列表 long 如果需要存储更多的属性比如纹理坐标,存储非三角的多边形网格,使用不同的三维网格压缩方法 等,都可以通过定义表5中的压缩方法(compression)且定义相应的基网格编码数据(EncodedBaseMesh)来 实现 因此,基网格节点数据的定义(表5)具有可扩展性 5.4.4细化节点数据 表2中type=2时,表3中节点数据存储的是模型的细化信息 细化节点数据的名称为refine- ment，用于对上一个分辨率的模型进行增量式的细化 其属性见表7 表7细化节点数据 定义 字节数 属性名 数据类型 备注 0:无压缩 l:;三角网格压缩 压缩方法 compression int 2;UV位置压缩 3;法向信息压缩 4;面片信息 细化编码数据长度 length long 按照压缩方法， 细化编码数据 eencodedRefinement 编码后的细化 数据 当表7中的compression=0时,细化编码数据属性见表8 表8细化编码数据 定义 属性名 数据类型 备注 字节数 Npoint long 点个数 点坐标列表 Points 点 coordinates[工[3 float 点法向列表 nomals[[3 float 面个数 Nfaces long Face 面 long 面顶点列表 aces[][3] 如果需要存储更多的属性比如纹理坐标,存储非三角的多边形网格,使用不同的三维网格压缩方法
GB/T36341.3一2018 等,都可以通过定义表7中的压缩方法(compression)且定义相应的细化编码数据(EncodedlRefinenment)来 实现 因此,细化节点数据的定义(表7)具有可扩展性 5.5基本传输单元 基本传输单元由标识域与节点两部分构成,是封装后用于传输的数据包,可用于渐进式传输 5.6结束单元 结束单元的名称为End,表示标识传输的结束,属性见表9 表9结束单元 定义 属性名 数据类型 备注 字节数 id 索引 int 取值0 判别位 dentifier int 取值0 流式文件生成 6 6.1 流式编码 在流式传输前,需要对资源文件进行编码,为流式传输提供封包支持 第一步,通过顶点清除法,边折叠方法对于原始三维模型进行连续简化，一次简化可以减少源模型 的1条边和2个面,并最终简化到无法进行收缩的原始网格模型 每个步骤记录边收缩操作造成删除 的点号和增加的点号及其三维坐标 对于此连续简化的过程求逆,得到一个从最低分辨率模型开始,对 于模型进行连续渐进细化的过程 第二步,如果需要,从原始模型中提取出基本特征线框,并为其构建一个标识域及一个节点(参考表 2,表3,表4),此标识域和节点构成一个基本传输单元 第三步,对基网格采用拓扑手术(TopologicalSurgery,TS)编码方式,构建顶点生成树,选定三角网 格中的一点作为顶点树的根节点,包含该节点的单连通域即为第一层边界 依此类推,第N层的三角 形就是不属于小于N的任何三角形层，且包含一个或多个第N层边界顶点的三角形集合 在使树的 分支最少的前提下,选择N层边界边中的最近顶点和N+1层边界边中的最近顶点连接成为跨越边， 即可将所有边界环连通而构造成顶点生成树,以三角形树最左侧为起始位置,按照向右遍历的方向顺序 进行编码,当检测到为叶节点,则停止遍历,转人下一棵子树,逐层进行编码 编码后为该节点构建 标识域及一个节点(参考表2,表3,表5,表6),此标识域和节点构成一个基本传输单元 第四步依照渐进细化的顺序,对于每一个或者每连续多个细化操作进行编码(网格采用TS编码 方式,纹理坐标采用二进制编码方式),并为其构建一个标识域及一个节点(参考表2,表3,表7,表8). 此标识域和节点构成一个基本传输单元 第五步,构建文件头和结束单元 第六步,将上述过程中构建的文件头、一个或多个基本传输单元以及结束单元顺次拼接,序列化到 存储介质中 流式编码的流程见图2
GB;/T36341.3一2018 网格连铁简化 简化分解 原始网格 基网格 细化信息 特征 挺取 构 构 基本特征线框 逃 建 构 建 编码与节点生成 节点 标识域 节点 标识域 标识以 节点 基本传输单元2 基本传输单元n 基本传输单元 文件头 结束单元 传输单元1 传输单元2 传输单元n 封装后 文件头 标识域 节点1 标识域 节点2 标识域 节点n结束单元 序列 化 存储 存储介质 图2编码封装流程 6.2传输准备 传输流程如下 --步,服务端与用户端建立会话 第一 第二步,根据用户端请求,得到请求的传输单元序号,并获得存储系统中的存储地址,按照该地址读 人相应资源文件编码后的流式文件 第三步,发送流式文件中的传输单元 如果用户无优先级需求,封装顺序为文件头、标识域,节点、结束单元 服务封装时按给定 的优先级顺序进行流式传输 如果用户端发出优先级请求,封装顺序按优先级进行排序,并将优先级写人标识域中的控制序 列属性 用户端发出请求后,将发送窗口中的数据发送后置空,根据用户端需求确定模型序列 的优先级,分别向服务端发送申请,服务端收集用户端请求,按照用户端需求的优先级顺序送 人发送窗口,至用户端请求部分传输完毕 流式传输过程 7.1网络传输过程 模型的传输过程是将资源文件中所有实体的网格转换成数据流 -用户端发出传输请求,服务端响应请求; 服务端根据前文定义的格式,依次解析文件内容,并编码成一系列基本传输单元; 根据索引文件的定义以及该基本传输单元对网络传输的Qos要求,按照控制序列中优先级顺 序进行传输 传输结束
GB/T36341.3一2018 流式传输的基本流程见图3 用户端 服务端 开始 接收 获取基本传输单元 基本 传输单元 -数据流 -响应 接收 获取基本传输单元 基本 传辅元 数据流 响应 结来 图3流式传输流程 7.2QnS要求 QoS要求规定了对应的数据在传输时,需要保证的传输质量 传输质量包括数据包传输过程中发 生的丢失、传输时延、差错检测等情况下的最低标准,如表1o 表10QS要求 Qos QaS要求 基本特征线框所用等级,索引、网格顶点坐标要求无丢失,无差错,在100Mlit/s下时延<100nms 基网格节点数据传输所用等级,空间坐标、纹理坐标及连接约束条件要求无丢失,无差错,在 100Mbit/s下时延100ms300ms 细化信息节点数据传输所用等级,纹理贴图允许丢失,无差错,在100Mlbit/s下时延100ms 300ms 其他网格信息及附属信息传输所用等级,允许丢失,无差错,在100Mbit/s下时延>300ms的 其他情况 对于流式传输中不同的Qos,服务端采用相应的优先等级 一般来说,在三维模型的传输过程中 首先传输基本特征线框Qs为0,优先传输;随后传输基网格节点数据,最后是细化信息节点数据 正 常情况下,细化操作的前后顺序要进行保持,即不能选择性的传输部分细化操作或者打乱它们的顺序，
GB;/T36341.3一2018 否则解码失败 流式文件解码 流式文件解码是用户端接收流式文件并解压,按照已接收的数据重构出某一LOD模型的流程 流式文件解码流程如下 第一步,用户端接收流式文件,将文件头读人,获得文件的版本号、传输单元总数与扩展区域,信息 可供客户端应用层使用 第二步,读人每个基本传输单元,根据标识域中的数据种类type以及传输单元编号unitlID进行解 码见表2) 如果是type的值是“o”,则表示该数据域为基本特征线框;如果type的值是“1”,则表示该 数据域为基网格,采用Ts方式进行点分裂,边扩张;如果type的值是“2”,则表示该数据域为细化信 息,其中网格信息采用TS方式进行解码,纹理坐标采用二进制方式进行解码 第三步,结束服务器与用户端会话

了解流式传输GB/T36341.3-2018：信息技术形状建模信息表示第3部分

随着信息时代的到来，对于物体的形状建模越来越重要。在信息技术中，形状建模信息表示就是将现实中三维物体的形状、大小、颜色等信息通过计算机进行数字化处理，以便在虚拟世界中进行展示或应用。而流式传输则是指通过网络等传输方式，将大量数据分段传输的方法，流式传输GB/T36341.3-2018则是在形状建模信息表示中适用的标准。

GB/T36341.3-2018是由中国国家标准化委员会发布的《信息技术 形状建模信息表示 第3部分: 流式传输》标准，主要规定了流式传输的相关内容。其中，流式传输主要包括两个部分：编码和传输。编码部分将原始数据压缩成为可以传输的流式数据，而传输部分则是将压缩后的流式数据通过网络等传输方式进行传递。

流式传输GB/T36341.3-2018标准具有以下特点：

• 高效性：采用了特定的编码方式，可以将原始数据进行高效压缩，减小数据传输量。
• 实时性：由于数据是分段传输，因此在传输过程中可以实现边解码、边播放的实时效果。
• 可扩展性：标准支持多个视角和多种测量值，可以根据需要进行扩展。

在实际应用中，流式传输GB/T36341.3-2018标准可广泛应用于虚拟现实、数字娱乐、数字电影等领域。同时，该标准也为物体形状建模的数字化处理提供了重要的技术支持。

总之，了解并掌握流式传输GB/T36341.3-2018标准对于从事信息技术及相关领域的人员来说十分必要。通过本文的介绍，相信读者已经对该标准有了更深入的理解，并能够在实际应用中发挥其优势。

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